《未来小子》的故事改编自童书作家威廉·乔伊斯1990年脍炙人口的奇想绘本佳作《与威尔伯·罗宾逊共度的一天》，故事的主人公是12岁少年刘易斯，他是个从小失去家人的孤儿，成天梦想着有一天要找到自己的妈妈，好在他 聪明过人，是个发明天才，刚刚发明了一 个神奇的“记忆扫描仪”，想藉由这个全新装置恢复被 妈妈 遗弃的早年记忆，并找出当初被送人领养的原因。没想到寻亲计划尚未实施，记忆扫描仪就被一个带着奇特帽子的家伙（黑帽怪）给偷走了。在刘易斯几近万念俱灰之时，一个名叫威尔伯·罗宾逊的神秘少年出现了，他驾着时空穿梭机带刘易斯展开了一段精彩的时空冒险旅行，刘易斯由此见到了罗宾逊家族的其他古怪成员，他们看起来不仅热烈欢迎刘易斯的到来， 而且 还需要他的帮助。在这个充满飞行器与天空城市的未来 世界中 ， 刘易斯与威尔伯 决定一道儿追捕黑帽怪、夺回宝贵的发明，拯救未来的时空。在这个过程中，刘易斯发现了自己家族惊人的秘密，人生也迎来了巨大的改变……